JP2007148591A - Self-propelled cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて所定の範囲の床面を走行して掃除を行なう自走式掃除機に関する。 The present invention relates to a self-propelled cleaner that performs cleaning by traveling on a floor surface in a predetermined range based on a predetermined control program stored in advance.
従来、この種の自走式掃除機として、特許文献1に開示されたものが知られている。
同公報に開示された自走式掃除機は、光測距センサを前面に4対配置し、超音波測距センサを前面左右に2対配置し、それぞれ個別の役割を与えて本体の周辺の情報を取得している。
The self-propelled cleaner disclosed in the publication has four pairs of optical ranging sensors on the front and two pairs of ultrasonic ranging sensors on the left and right sides of the front. Information is being acquired.
上述した従来の自走式掃除機においては、以下のような課題があった。
超音波測距センサで前方の障害物を検知しようとする場合、障害物が柔らかいものであると検出距離が不安定であり、正確な距離を得ることができない。
一方、光測距センサで前方の障害物を検知しようとする場合、障害物が黒っぽいもののような光を反射しにくい色のものである場合、検出できない場合がある。
従って、超音波測距センサか光測距センサのいずれかを備えている場合、あるいは両方を備えているとしても前方の障害物の検知をいずれかにて行っている場合、全ての障害物を正確に回避することができなかった。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、どのような色の壁や、障害物にも衝突せず確実に回避する機能と前面の壁と角度を正確に垂直に保つことが可能な自走式掃除機の提供を目的とする。
The above-described conventional self-propelled cleaner has the following problems.
When detecting an obstacle ahead by the ultrasonic distance measuring sensor, if the obstacle is soft, the detection distance is unstable and an accurate distance cannot be obtained.
On the other hand, when an optical distance sensor is used to detect an obstacle ahead, it may not be detected if the obstacle has a color that hardly reflects light, such as a dark object.
Therefore, if you have either an ultrasonic distance sensor or an optical distance sensor, or if you have both, but you are detecting obstacles in front, all obstacles It could not be avoided accurately.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to keep the angle between the front wall and the angle accurately and the function of reliably avoiding collision with any color wall or obstacle. The purpose is to provide a self-propelled vacuum cleaner.
上記目的を達成するため、請求項2にかかる発明は、本体と、上記本体を所定方向に駆動する駆動機構と、上記本体内に組み込まれて掃除を行う掃除機構と、上記本体の移動情報を検知する移動検知センサと、上記本体の周辺の状況を検知する周辺センサと、上記本体の外面に配置された操作パネルと、上記移動検知センサと上記周辺センサとによる検知結果と、上記操作パネルからの操作入力とを入力し、予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて上記駆動機構と上記掃除機構とを制御し、所定の範囲の床面を走行して掃除を行わせる制御手段とを備える自走式掃除機において、
上記周辺センサは、
上記本体における前方側に配置された光測距センサと、
上記本体における前方側に配置された超音波測距センサと、
上記本体における左右の側面に配置された横壁センサとを有し、
上記制御手段は、上記操作パネルからの操作指示に基づき、室内等の所定の領域で上記駆動機構にて上記本体を移動させながら、上記本体の大きさを基準として同室内をマッピングし、同室内における上記本体の位置情報を認識し、適宜上記掃除機構を駆動して同室内を掃除し、
上記マッピング時には、上記駆動機構にて上記本体を前進させながら上記横壁センサにて側方の障害物を検知させるとともに、上記超音波測距センサと上記光測距センサの両方の検知結果に基づいて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、上記周辺センサの検知結果を移動情報とともにマッピングデータに反映させる構成としてある。
In order to achieve the above object, the invention according to
The above ambient sensor
An optical distance measuring sensor disposed on the front side of the main body;
An ultrasonic distance sensor disposed on the front side of the main body;
A lateral wall sensor disposed on the left and right side surfaces of the main body,
The control means maps the room based on the size of the main body while moving the main body with the drive mechanism in a predetermined area such as a room based on an operation instruction from the operation panel. Recognizing the position information of the main body, and driving the cleaning mechanism as appropriate to clean the room.
At the time of the mapping, while the main body is moved forward by the drive mechanism, a lateral obstacle is detected by the lateral wall sensor, and based on the detection results of both the ultrasonic distance sensor and the optical distance sensor. Detects the presence or absence of obstacles ahead, and when the obstacle is detected, avoids the obstacle by the drive mechanism so that the main body does not collide with the obstacle and moves the detection result of the peripheral sensor The information is reflected in the mapping data together with the information.
上記のように構成した請求項2にかかる発明においては、制御手段が、上記移動検知センサと上記周辺センサとによる検知結果と上記操作パネルからの操作入力とを入力し、予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて上記駆動機構と上記掃除機構とを制御し、所定の範囲の床面を走行して掃除を行わせる。このとき、上記制御手段は、室内等の所定の領域で上記駆動機構にて上記本体を移動させる際、上記本体の大きさを基準として同室内をマッピングし、常に、同室内における上記本体の位置情報を認識しながら、適宜上記掃除機構を駆動して同室内を掃除させている。
In the invention according to
さらに、上記制御手段は、上記マッピング時、上記駆動機構にて上記本体を前進させながら上記横壁センサにて側方の障害物を検知させるとともに、上記超音波測距センサと上記光測距センサの両方の検知結果に基づいて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、上記周辺センサの検知結果を移動情報とともにマッピングデータに反映させる。 Further, at the time of the mapping, the control means causes the lateral wall sensor to detect a side obstacle while the body is advanced by the drive mechanism, and the ultrasonic distance sensor and the optical distance sensor. Based on both detection results, the presence or absence of a front obstacle is detected, and when the obstacle is detected, the obstacle is avoided by the drive mechanism so that the main body does not collide with the obstacle. The detection result of the peripheral sensor is reflected in the mapping data together with the movement information.
さらに、請求項3にかかる発明は、上記請求項2に記載の自走式掃除機において、上記制御手段は、上記駆動機構にて上記本体を前進させながら、上記超音波測距センサにて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、上記超音波測距センサにて障害物を検知しないときには上記光測距センサにて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避させる構成としてある。
上記のように構成した請求項3にかかる発明においては、まず、上記超音波測距センサにて前方の障害物の有無を検知し、上記超音波測距センサにて障害物を検知しないときには上記光測距センサにて前方の障害物の有無を検知する。そして、いずれかにおいて障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避させる。
Further, the invention according to
In the invention according to
さらに、請求項4にかかる発明は、上記請求項2または請求項3に記載の自走式掃除機において、上記光測距センサは、上記本体における前方側の左右に配置され、上記超音波測距センサは、上記本体における前方側の略中央に配置した構成としてある。
光測距センサは、検知しにくい障害物を除き、検知精度は高い。上記のように構成した請求項4にかかる発明においては、上記光測距センサが、上記本体における前方側の左右に配置されているので、壁などの平面の障害物に対面したときには左右の光測距センサにてそれぞれ正確に同障害物との距離を測定することができる。これにより、同障害物に対する対向角度も検知することが可能となる。また、精度面では及ばない超音波測距センサは、略中央に一つ配置することで必要最小限の構成となる。
The invention according to
The optical ranging sensor has high detection accuracy except for obstacles that are difficult to detect. In the invention according to
さらに、請求項5にかかる発明は、上記請求項4に記載の自走式掃除機において、上記制御手段は、前方に障害物を検知したときには上記左右の光測距センサの検知結果が得られているときには光測距センサの検知結果が一致するように上記駆動機構にて本体を回転させて進行角度を変化させ、上記本体を上記障害物に対して垂直となるように同進行角度を修正する構成としてある。
Furthermore, the invention according to
上記のように構成した請求項5にかかる発明においては、前方に障害物を検知し、かつ、上記左右の光測距センサの検知結果が得られているときには同光測距センサの検知結果に基づいて、同障害物に対する対向角度も検知できる。従って、制御手段は、左右の光測距センサの検知結果が一致するように上記駆動機構にて本体を回転させ、進行角度を変化させて本体を上記障害物に対して垂直となるように修正する。
In the invention according to
さらに、請求項6にかかる発明は、上記請求項5に記載の自走式掃除機において、上記制御手段は、前方に障害物を検知したとき、上記光測距センサの検知結果が得られていないときには、上記駆動機構にて本体を回転させながら上記超音波測距センサの検知結果が最も短くなる進行角度とすることで、上記本体を上記障害物に対して垂直となるように同進行角度を修正する構成としてある。
Further, the invention according to
上記のように構成した請求項6にかかる発明においては、上記制御手段は、前方に障害物を検知したとき、上記光測距センサの検知結果が得られていないとしても、本体を回転させることで上記超音波測距センサの検知結果に基づいて、同障害物に対する対向角度も検知できる。従って、制御手段は、上記超音波測距センサの検知結果が最も短くなる進行角度とすることで、上記本体を上記障害物に対して垂直となるように同進行角度を修正する。
In the invention according to
そして、上述した各態様を含む請求項1にかかる発明は、略短円柱形状の本体と、上記本体を所定方向に駆動する駆動機構と、上記本体内に組み込まれて掃除を行う掃除機構と、上記本体の移動情報を検知する移動検知センサと、上記本体の周辺の状況を検知する周辺センサと、上記本体の外面に配置された操作パネルと、上記移動検知センサと上記周辺センサとによる検知結果と、上記操作パネルからの操作入力とを入力し、予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて上記駆動機構と上記掃除機構とを制御し、所定の範囲の床面を走行して掃除を行わせる制御手段とを備える自走式掃除機において、
上記駆動機構は、上記本体の両側付近に配置された個別に正転および逆転可能な駆動モータにて駆動される左右の駆動輪と前方側に配置された自由に転動可能な転動輪とから構成され、
上記掃除機構は、上記本体の左右前方側に配置されて回転軸芯を床面に略垂直方向に配向させたサイドブラシをサイドブラシモータにて互いに反対方向に回転駆動させて床面のゴミを中央側に掻き寄せるサイドブラシ機構と、上記本体の略中央部分にて回転軸芯を走行方向と略直角となるとともに略水平に配向したローラ状のメインブラシをメインブラシモータにて回転駆動して床面のゴミを掻き上げるメインブラシ機構と、
上記移動検知センサは、上記左右の駆動輪の回転量と回転方向とを検知し、
上記周辺センサは、
上記本体における前方側の左右に配置された光測距センサと、
上記本体における前方側の略中央に配置された超音波測距センサと、
上記本体における左右の側面に配置された横壁センサとを有し、
上記制御手段は、上記操作パネルからの操作指示に基づき、室内等の所定の領域で上記駆動機構にて上記本体を移動させながら、上記本体の大きさを基準として同室内をマッピングし、同室内における上記本体の位置情報を認識し、適宜上記掃除機構を駆動して同室内を掃除し、
上記マッピング時には、前進させながら上記横壁センサにて側方の障害物を検知させるとともに、上記超音波測距センサにて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、上記超音波測距センサにて障害物を検知しないときには上記光測距センサにて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、かつ、障害物を検知したときには上記左右の光測距センサの検知結果が得られているときには光測距センサの検知結果に基づいて、同光測距センサの検知結果が得られていないときには上記超音波測距センサの検知結果に基づいて、上記本体を上記障害物に対して垂直となるように進行角度を修正し、また、上記周辺センサの検知結果を移動情報とともにマッピングデータに反映させる構成としてある。
And the
The drive mechanism is composed of left and right drive wheels driven by individually forward and reverse drive motors arranged near both sides of the main body and freely rollable rolling wheels arranged on the front side. Configured,
The cleaning mechanism is configured such that side brushes disposed on the left and right front sides of the main body and having a rotation axis oriented in a direction substantially perpendicular to the floor surface are rotated and driven in opposite directions by a side brush motor to remove dust on the floor surface. A side brush mechanism that rakes toward the center side, and a main brush motor that rotates a roller-shaped main brush with the axis of rotation substantially perpendicular to the traveling direction at a substantially central portion of the main body and oriented substantially horizontally. A main brush mechanism that scrapes floor debris,
The movement detection sensor detects a rotation amount and a rotation direction of the left and right drive wheels,
The above ambient sensor
Optical distance measuring sensors arranged on the left and right of the front side of the main body,
An ultrasonic distance measuring sensor disposed in the approximate center of the front side of the main body;
A lateral wall sensor disposed on the left and right side surfaces of the main body,
The control means maps the room based on the size of the main body while moving the main body with the drive mechanism in a predetermined area such as a room based on an operation instruction from the operation panel. Recognizing the position information of the main body, and driving the cleaning mechanism as appropriate to clean the room.
At the time of the mapping, the side wall sensor detects a side obstacle while moving forward, and the ultrasonic ranging sensor detects the presence or absence of a front obstacle. When the obstacle is detected, the obstacle is detected. The drive mechanism avoids the obstacle so that the main body does not collide, and when the obstacle is not detected by the ultrasonic distance sensor, the optical distance sensor indicates whether there is an obstacle ahead. When the obstacle is detected, the obstacle is avoided by the drive mechanism so that the main body does not collide with the obstacle, and when the obstacle is detected, the right and left optical distance measuring sensors If the detection result of the optical distance sensor is not obtained, the main body is adjusted based on the detection result of the ultrasonic distance sensor when the detection result of the optical distance sensor is not obtained. Up Correct progression angle so as to be perpendicular to the obstacle, also, it is constituted to reflect the mapping data with movement information detection result of the peripheral sensor.
このように、障害物を回避する手法は必ずしも実体のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能することは容易に理解でき必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。
ところで、このような回避手法を実現するには、各種の態様が可能であり、ソフトウェアで実現したり、ハードウェアでで実現するなど、適宜、変更可能である。
発明の思想の具現化例としてソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用されるといわざるをえない。
むろん、その記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。また、一次複製品、二次複製品などの複製段階については全く問う余地無く同等である。その他、供給方法として通信回線を利用して行なう場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。
As described above, the method of avoiding the obstacle does not necessarily need to be limited to a substantial apparatus, and it can be easily understood that it functions as a method, and is not necessarily limited to a substantial apparatus, and is effective as a method. There is no difference in being.
By the way, in order to realize such an avoidance technique, various modes are possible, and can be appropriately changed such as realization by software or realization by hardware.
In the case of software as an embodiment of the idea of the invention, it naturally exists on a recording medium on which such software is recorded, and it must be used.
Of course, the recording medium may be a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, or any recording medium that will be developed in the future. In addition, the duplication stages such as the primary duplication product and the secondary duplication product are equivalent without any question. In addition, even when the communication method is used as a supply method, the present invention is not changed.
さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態のものとしてあってもよい。
本発明をソフトウェアで実現する場合、ハードウェアやオペレーティングシステムを利用する構成とすることも可能であるし、これらと切り離して実現することもできる。例えば、各種の演算処理といっても、その実現方法はオペレーティングシステムにおける所定の関数を呼び出して処理することも可能であれば、このような関数を呼び出すことなくハードウェアから入力することも可能である。そして、実際にはオペレーティングシステムの介在のもとで実現するとしても、プログラムが媒体に記録されて流通される過程においては、このプログラムだけで本発明を実施できるものと理解することができる。
Further, even when a part is software and a part is realized by hardware, the idea of the invention is not completely different, and a part is stored on a recording medium and is appropriately changed as necessary. It may be in the form of being read.
When the present invention is implemented by software, a configuration using hardware or an operating system may be used, or may be implemented separately from these. For example, even if it is a variety of arithmetic processing, if it can be processed by calling a predetermined function in the operating system, it can also be input from hardware without calling such a function. is there. It can be understood that the present invention can be implemented with only this program in the process in which the program is recorded and distributed on the medium even though it is actually realized with the intervention of the operating system.
また、本発明をソフトウェアで実施する場合、発明がプログラムを記録した媒体として実現されるのみならず、本発明がプログラム自体として実現されるのは当然であり、プログラム自体も本発明に含まれる。 When the present invention is implemented by software, the present invention is not only realized as a medium storing a program, but the present invention is naturally realized as a program itself, and the program itself is also included in the present invention.
以上説明したように本発明は、障害物の種類にかかわらず、確実に回避することが可能な自走式掃除機を提供することができる。
また、請求項3にかかる発明によれば、柔らかい障害物だけを検知しにくい超音波測距センサで先に検知するようにしており、万が一、障害物を検知できなかったときでも、衝突するのは柔らかい障害物となり、衝撃を小さくすることができる。
さらに、請求項4にかかる発明によれば、光測距センサと超音波測距センサの資源を最小限として効率の良い運用を実現できる。
さらに、請求項5にかかる発明によれば、精度の良い光測距センサを用いて前面の壁と角度を正確に垂直に保つことができる。
さらに、請求項6にかかる発明によれば、光測距センサが利用できない場合であったとしても前面の壁と角度を正確に垂直に保つことができる。
As described above, the present invention can provide a self-propelled cleaner that can be surely avoided regardless of the type of obstacle.
Further, according to the invention of
Further, according to the invention of
Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, the angle with the front wall can be accurately kept vertical by using an accurate optical distance measuring sensor.
Furthermore, according to the sixth aspect of the present invention, even if the optical distance measuring sensor cannot be used, the angle with the front wall can be accurately kept vertical.
(1)自走式掃除機の外観:
図1は、本発明にかかる自走式掃除機の外観斜視図であり、図2は、図1に示した自走式掃除機の裏面図である。なお、図1において、矢印により示した方向が自走式掃除機の基準となる進行方向であり、この進行方向からのずれが進行角度となる。図1に示すように、本発明にかかる自走式掃除機10は、略短円柱形状の本体BDを備えており、本体BDの裏側に設けられた2つの駆動輪12R,12L(図2参照)が個別に駆動されることにより、直進、後退および旋回を行うことが可能となっている。
(1) Appearance of self-propelled vacuum cleaner:
FIG. 1 is an external perspective view of a self-propelled cleaner according to the present invention, and FIG. 2 is a rear view of the self-propelled cleaner shown in FIG. In addition, in FIG. 1, the direction shown by the arrow is the advancing direction used as the reference | standard of a self-propelled cleaner, and the shift | offset | difference from this advancing direction becomes a advancing angle. As shown in FIG. 1, a self-propelled
本体BDの前面側中央部分には、測距のための超音波測距センサ31が配置されている。超音波測距センサ31は、超音波を発生する発信部と、超音波の受信部とを備え、同発信部から発せられ、前方の障害物に反射して戻ってくる超音波を受信することにより前方の障害物を検知することができるとともに、上記発信部から発せられた超音波が上記受信部により受信されるまでの時間から、壁までの距離を算出(測距)することができるようになっている。
An ultrasonic
また、本体BDの前面側左右には測距のための光測距センサ32(R,L)が配置されている。光測距センサ32は、赤外光を発生する発光部と、同赤外光の受光部とを備え、同発光部から照射され、前方の障害物にて反射された反射光を受光することにより前方の障害物を検知することができるとともに、上記発光部から照射された赤外光が上記受光部にて受光される際の強度から、壁までの距離を算出(測距)することができるようになっている。
In addition, optical distance measuring sensors 32 (R, L) for distance measurement are arranged on the left and right sides of the front side of the main body BD. The optical
図2において、本体BDの裏側中央の左右両端部(両側付近)には、2つの駆動輪12R,12Lがそれぞれ設けられている。また、本体BDの裏側の前側(進行方向側)には、自由に転動可能な補助輪(転動輪)13がそれぞれ設けられている。さらに、本体BDの裏側には床面の凹凸や段差を検知する段差センサ14がそれぞれ設けられている。また、本体BDの裏側中央より後方には、メインブラシ15が設けられている。このメインブラシ15は、メインブラシモータ52(図3)により回転駆動され、床面上の塵埃を掻き出すことができる。また、メインブラシ15が取り付けられている部分の開口は、吸引口15aであり、メインブラシ15により塵埃を掻き出しながら、同掻き出された塵埃が吸引口15aに吸引されるようになっている。また、本体BDの裏側の右上および左上側には、サイドブラシ16(R,L)がそれぞれ設けられ、同本体BDの前方から側方にかけての下部にはバンパセンサ17が配置されている。バンパセンサ17は本体BDの上部部分よりも僅かに外方に突出しており、周囲の障害物に接触したときに押圧力を受けて接点が閉じるスイッチである。
In FIG. 2, two
なお、本発明にかかる自走式掃除機10は、図1および図2に示した超音波測距センサ31、光測距センサ32、段差センサ14、バンパセンサ17の他にも各種のセンサを備えているが、それらについては、後に図面(図3)を用いて説明する。
(2)自走式掃除機の内部構成:
図3は、図1、図2に示した自走式掃除機の構成を示すブロック図である。同図において、本体BDには、制御部としてCPU21と、ROM23と、RAM(記憶領域)22がバス24を介して接続されている。CPU21は、ROM23に記憶されている制御プログラムおよび各種パラメータテーブルに従い、RAM22をワークエリアとして使用して各種の制御を実行する。
The self-propelled
(2) Internal configuration of self-propelled cleaner:
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the self-propelled cleaner shown in FIGS. 1 and 2. In the figure, a
本体BDは、バッテリー27を有しており、CPU21は、バッテリー監視回路26を介してバッテリー27の残量をモニター可能となっている。また、バッテリー27は、外部の充電装置から充電を行うための充電端子を備えて、同充電装置の給電端子が接続されて充電が行われる。バッテリー監視回路26は主にバッテリー27の電圧を監視して残量を検知する。また、本体BDはバス24と接続する音声回路29aを有しており、同音声回路29aにて生成した音声信号に応じてスピーカ29bが音声を発する。
The main body BD has a
また、本体BDは、距離計測器としての超音波測距センサ31と光測距センサ32、段差センサ14、バンパセンサ17とをそれぞれ備えている(図1、図2参照)。また、本体BDは、図1、図2に示していない他のセンサとして、人体センサとしての焦電センサ35と、側方の壁を検出する横壁センサ36R,36Lを備えている。焦電センサ35は人体の移動に伴う赤外光を受光し、赤外光量の変化に基づいて人体を検知するものであり、本体BDの周囲360°が検出範囲となるように配置してある。横壁センサ36R,36Lは、光測距センサ32と同様の赤外線を利用する発光部および受光部を備えた赤外線センサである。横壁センサ36として、この他にもパッシブセンサや超音波測距センサ等を採用することも可能である。これらのセンサはセンサI/F30を介してバス24に接続され、CPU21が検知結果を取得できるようになっている。
The main body BD includes an ultrasonic
さらに、本体BDは、上記他のセンサとして、ジャイロセンサ37を備えている。ジャイロセンサ37は、内部に本体BDの進行角度の変化に起因する角速度の変化を検出する角速度センサを備えており、CPU21は同角速度センサにより検出されたセンサ出力値を積算することにより本体BDの向いている進行角度を検出することが可能である。
Furthermore, the main body BD includes a
この他、バス24には操作パネル19も備えられており、ユーザは同操作パネル19を操作して指示を入力することになる。このような入力を操作入力と呼ぶ。
本発明にかかる自走式掃除機10は、駆動機構として、モータ駆動I/F41、駆動輪モータ42R,42L、および、駆動輪モータ42R,42Lと上述した駆動輪12R,12Lとの間に介装される図示しないギアユニットとを備えている。駆動輪モータ42R,42Lは、モータ駆動I/F41から回転方向と回転角度を指示する駆動信号を与えられ、詳細に駆動制御される。ここでは前進時に正転し、後進時に逆転するものとする。旋回走行を行う際には左右で回転方向と回転角度を異ならせることにより、任意の旋回を行うことができる。モータ駆動I/F41は、CPU21からの制御指示に応じて対応する駆動信号を出力する。なお、ギアユニットや駆動輪12R,12Lは各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現しても良い。
In addition, the
The self-propelled
また、CPU21は、エンコーダI/F43cを介し、駆動輪モータ42R,42Lと一体的に取り付けられているロータリーエンコーダ43R,43Lの出力を得て、現実の駆動輪12R,12Lの回転方向と回転角度が正確に検知できるようになっている。なお、ロータリーエンコーダ43R,43Lは駆動輪12R,12Lと直結させず、駆動輪12R,12Lの近傍に自由回転可能な従動輪を取り付け、同従動輪の回転量をフィードバックさせることによって駆動輪にスリップが生じているような場合でも現実の回転量を検知できるようにしても良い。むろん、エンコーダI/F43cとロータリーエンコーダ43R,43Lとが本実施形態における移動検知センサに相当する。
Further, the
本発明にかかる自走式掃除機10における掃除機構は、本体BDの裏面側に設けられた左右二つのサイドブラシ16R,16L(図2参照)と、本体BDの裏面中央部分に設けられたメインブラシ15(図2参照)と、同メインブラシ15により掻き出される塵埃を吸引してダストボックス(図示せず)内に格納する吸引ファン18とから構成されている。メインブラシ15はメインブラシモータ52により駆動され、サイドブラシ16R,16Lはサイドブラシモータ53R,53Lにより駆動され、吸引ファン18は吸引モータ55により駆動される。
The cleaning mechanism in the self-propelled
サイドブラシ16R,16Lは本体BDの左右前方側に配置されて回転軸芯を床面に略垂直方向に配向させた一対の回転ブラシであり、サイドブラシモータ53R,53Lにて互いに反対方向に回転駆動させることで床面のゴミを中央側に掻き寄せるサイドブラシ機構を構成する。また、メインブラシ15は本体BDの略中央部分にて回転軸芯を走行方向と略直角となるとともに略水平に配向したローラ状の回転ブラシであり、メインブラシモータ52にて回転駆動して床面のゴミを掻き上げるメインブラシ機構を構成する。そして、吸引モータ55にて吸引ファン18を駆動して掻き上げたゴミをダストボックス内に吸引格納することで吸引機構を構成する。
The side brushes 16R and 16L are a pair of rotary brushes arranged on the left and right front sides of the main body BD and having their rotation axes oriented in a direction substantially perpendicular to the floor surface, and are rotated in opposite directions by the
メインブラシモータ52と、サイドブラシモータ53R,53Lと、吸引モータ55には、それぞれモータ駆動I/F41が駆動電力を供給する。清掃は、床面の状況やバッテリーの状況やユーザの指示等に応じてCPU21が適宜判断し、同CPU21がモータ駆動I/F41を介して駆動電力を供給して制御するようにしている。
The motor drive I /
本体BDは、無線LANユニット61aとLANI/F61bとからなる無線LANモジュール61を有しており、CPU21は、所定のプロトコルに従って外部LANと無線によって通信可能となっている。無線LANモジュール61は、図示しないアクセスポイントの存在を前提として、同アクセスポイントは、ルータ等を介して外部の広域ネットワーク(例えば、インターネット)に接続可能な環境となっていることとする。従って、インターネットを介した通常のメールの送受信やWEBサイトの閲覧といったことが可能である。なお、無線LANモジュール61は、規格化されたカードスロットと、同スロットに接続された規格化された無線LANカード等を含んでいる。むろん、カードスロットは、他の規格化されたカードを接続することも可能である。
The main body BD has a
また、本体BDは、赤外線CCDカメラ73aとカメラI/F73b、および赤外線光源72とを備えている。赤外線CCDカメラ73aにて生成された撮像信号は、カメラI/F73bとバス24とを介してCPU21に送出され、CPU21にて同撮像信号を対象とした各種処理が行われる。赤外線CCDカメラ73aは、正面を撮像可能な光学系を有しており、同光学系にて実現される視野から入力される赤外線に応じて電気信号を生成する。具体的には、上記光学系による結像位置における各画素に対応して配列された多数のセルが備えられ、各セルが入力された赤外線光量に応じた電気信号を生成する。そして、CCD素子は、画素毎に生成した電気信号を一時的に記憶し、各画素について電気信号が連続する撮像信号を生成する。そして、同生成された撮像信号を適宜、CPU21に対して出力する。
The main body BD includes an
この他、CPU21が図4および図7に示すフローチャートに対応するプログラムを実行して上記駆動機構や掃除機構を制御して自動走行しながら清掃を実現しており、この意味でCPU21、RAM22、ROM23等により制御手段を実現している。
(3)自走式掃除機の動作:
次に、本発明にかかる自走式掃除機10の清掃にかかる動作について説明する。
本発明にかかる自走式掃除機10では、室内等で本体BDを走行させながら清掃を行わせつつ、当該本体BDの位置情報を認識し、清掃済みのエリアを清掃完了エリア、未清掃のエリアを未清掃エリア、障害物が存在するエリアを障害物エリアとしてそれぞれマッピングするマッピング処理が行われる。図4は、本発明にかかる自走式掃除機10において実行されるマッピング処理の流れを示すフローチャートである。
In addition, the
(3) Operation of the self-propelled cleaner:
Next, the operation | movement concerning the cleaning of the self-propelled
In the self-propelled
本体BDは、直進走行を行いつつ、前方の障害物の手前に達すると同障害物に衝突させることのないように90度旋回して所定距離走行(回避)した後、同じ方向に再度90させ、再度、障害物の手前に達するまで直進走行を行う。そして、障害物の手前に達するたびに90度旋回する方向を左、右、左…と変更していくことにより、図5に示すようにジクザク走行を行う。むろん、この方向は後述するように判断していく。 The main body BD travels straight ahead and turns 90 degrees so that it does not collide with the obstacle when it reaches the front of the obstacle in front of it. Continue straight ahead until it reaches the front of the obstacle again. Then, every time it reaches the front of the obstacle, the direction of turning 90 degrees is changed to left, right, left..., And zigzag traveling is performed as shown in FIG. Of course, this direction will be judged as described later.
また、上述したマッピング処理により終端地点まで本体BDの走行が行われると、複数のマッピングされた未清掃エリアのうち、本体BDの現在位置から直近の未清掃エリアに本体BDを移動させるとともに同未清掃エリアの清掃を行う未清掃エリア清掃処理が行われる。この未清掃エリア清掃処理は、室内の未清掃エリアの清掃が全て完了するまで続けて行われる。 Further, when the main body BD travels to the end point by the mapping process described above, the main body BD is moved from the current position of the main body BD to the nearest uncleaned area among the plurality of mapped uncleaned areas and An uncleaned area cleaning process for cleaning the cleaning area is performed. This uncleaned area cleaning process is continued until the cleaning of all the uncleaned areas in the room is completed.
図4に示すマッピング処理を説明するにあたり、図5に示す部屋の室内清掃を行うこととして説明する。また、図6は、マッピング処理が行われたときにRAM22に記憶されるマッピングデータの一例を示している。この処理では、本体BDの静止時における清掃範囲は、本体BDの大きさ(30cm×30cm)と略同一であり、この範囲を単位エリアとするとともに、室内における縦方向(図5における上方向)をx軸、横方向をy軸として各単位エリアの座標を、清掃済みエリア、未清掃エリアまたは障害物エリアとしてRAM22等に順次書き込んでいくのである。例えば、図5に示す本体BDの座標は、(1、1)であり、その左側の壁Wは、(0、m)、その下側の壁Wの座標は(n、0)となる。
In the description of the mapping process shown in FIG. 4, the room cleaning shown in FIG. 5 will be performed. FIG. 6 shows an example of mapping data stored in the
マッピング処理が開始されると、まず、ステップS100において、清掃済みエリアとしてマッピングする処理を行う。この処理において、現在、本体BDが位置している単位エリアの座標を、清掃済みエリアとして書き込む処理を行う。例えば、図5に示した本体BDの座標は(1、1)であるので、この座標を清掃済みエリアとして書き込む。図6では、座標(1、1)が清掃済みエリア(○印で示す)として書き込まれている。 When the mapping process is started, first, in step S100, a process of mapping as a cleaned area is performed. In this process, the process of writing the coordinates of the unit area where the main body BD is currently located as a cleaned area is performed. For example, since the coordinates of the main body BD shown in FIG. 5 are (1, 1), these coordinates are written as the cleaned area. In FIG. 6, the coordinates (1, 1) are written as a cleaned area (indicated by a circle).
次に、ステップS110において、左側に障害物が存在するか否かを判断する。この処理において、左側の横壁センサ36Lにより左側に存在する障害物が検知されたか否かを判断する。ステップS110において左側の障害物が存在すると判断した場合には、つぎに、ステップS120において障害物エリアとしてマッピングする処理を行う。すなわち、本体BDが現在位置している座標の左隣の座標を障害物エリアとして書き込む。図6では、座標(1、1)の左隣の座標(0、1)には、障害物エリア(×印で示す)として書き込まれている。このようにしてマッピングデータに逐次書き込んでいくことがマッピングデータに反映させることに該当する。 Next, in step S110, it is determined whether there is an obstacle on the left side. In this process, it is determined whether an obstacle present on the left side is detected by the left side wall sensor 36L. If it is determined in step S110 that there is an obstacle on the left side, a process for mapping as an obstacle area is performed in step S120. That is, the coordinates on the left side of the coordinates where the main body BD is currently located are written as the obstacle area. In FIG. 6, the coordinates (0, 1) adjacent to the left of the coordinates (1, 1) are written as an obstacle area (indicated by a cross). The sequential writing to the mapping data in this way corresponds to reflecting the mapping data.
一方、ステップS110において左側の障害物が存在しないと判断した場合には、次に、ステップS130において未清掃エリアとしてマッピングする処理を行う。すなわち、本体BDが現在位置している座標の左隣の座標を未清掃エリアとして書き込む。図6では、この未清掃エリアは、無印(空白)により示される。なお、このステップS130において、一旦、未清掃エリアとして書き込まれても、後に本体BDが同エリアを走行して清掃が行われると、清掃済みエリアとして上書きされることとなる。 On the other hand, if it is determined in step S110 that there is no obstacle on the left side, a process of mapping as an uncleaned area is performed in step S130. That is, the coordinates on the left side of the coordinates where the main body BD is currently located are written as an uncleaned area. In FIG. 6, this uncleaned area is indicated by no mark (blank). In this step S130, even if it is once written as an uncleaned area, if the main body BD travels in the same area and is cleaned later, it is overwritten as a cleaned area.
ステップS120、または、ステップS130の処理が実行されると、次に、ステップS140において、右側に障害物が存在するか否かを判断する。この処理において、右側の横壁センサ36Rにより本体BDの右側に存在する障害物が検知されたか否かを判断する。ステップS140において右側の障害物が存在すると判断した場合には、次に、ステップS150において障害物エリアとしてマッピングする処理を行う。すなわち、本体BDが現在位置している座標の右隣の座標を障害物エリアとして書き込む。 When the process of step S120 or step S130 is executed, it is next determined in step S140 whether an obstacle exists on the right side. In this process, it is determined whether an obstacle present on the right side of the main body BD is detected by the right side wall sensor 36R. If it is determined in step S140 that there is an obstacle on the right side, a process of mapping as an obstacle area is performed in step S150. That is, the coordinates on the right side of the coordinates where the main body BD is currently located are written as the obstacle area.
一方、ステップS140において右側の障害物が存在しないと判断した場合には、次に、ステップS160において未清掃エリアとしてマッピングする処理を行う。すなわち、本体BDが現在位置している座標の右隣の座標を未清掃エリアとして書き込むのである。
ステップS150、または、ステップS160の処理を実行すると、次に、ステップS170において前方に障害物が存在するか否かを判断する。
図7は前方に障害物が存在するか否かを判断するフローチャートを示している。
ステップS400では、超音波測距センサ31からの測距データを取得する。具体的にはCPU21がセンサI/F30を介して超音波測距センサ31からの距離データを取得する。超音波を反射する障害物であれば超音波測距センサ31は正確に測距可能であり、CPU21はステップS405にて取得した距離データが接近限界以下となっているか判断する。本実施例では接近限界を3cmとしている。ステップS405にて接近限界以下となっていると判断された場合は、ステップS410にて走行を停止する。
On the other hand, if it is determined in step S140 that there is no obstacle on the right side, a process of mapping as an uncleaned area is performed in step S160. That is, the coordinates on the right side of the coordinates where the main body BD is currently located are written as an uncleaned area.
If the process of step S150 or step S160 is executed, it is next determined in step S170 whether there is an obstacle ahead.
FIG. 7 shows a flowchart for determining whether there is an obstacle ahead.
In step S400, distance measurement data from the
一方、ステップS405にて接近限界と判定されなかった場合、ステップS420にて左右の光測距センサ32R,32Lからの距離データを取得する。具体的には、CPU21がセンサI/F30を介して光測距センサ32R,32Lからの距離データを取得する。超音波を反射する障害物であれば超音波測距センサ31は正確に測距可能であるが、布地などの柔らかい障害物であると超音波を吸収してしまい、あまり反射しないことがある。このような対象物を超音波測距センサ31は苦手としている。しかし、柔らかい障害物であっても、特に色が暗い場合を除いて光測距センサ32R,32Lは測距可能であり、ステップS405にて超音波測距センサ31が接近限界とは判定しなかった場合でもステップS420にて距離データを取得し、ステップS425にて接近限界以下となっているか判断する。光測距センサを利用する場合でも接近限界は3cmとしている。そして、ステップS425にて接近限界以下となっていると判断された場合は、ステップS430にて走行を停止する。
On the other hand, if it is not determined in step S405 that the approach limit is reached, distance data from the left and right optical
このようにして、超音波測距センサ31だけでは正確に測距できない対象についても光測距センサ32R,32Lを併用することで正確に測距できる対象を増やし、障害物に衝突しないようにすることができる。
本実施例では、正確な障害物の検知のみならず、併用する超音波測距センサ31と光測距センサ32R,32Lのいずれかを利用し、障害物を検知したときに本体BDを同障害物に対して垂直となるように進行角度を修正する。むろん、通常、検出されるはずの障害物は室内の壁であり、図5に示すように90度ターンを繰り返して室内をジグザグに走行して床面を網羅して清掃しようとすると、進行角度のずれが問題となる。最初は正確でも走行しているうちに微妙にずれてくると、網羅できない床面ができ、その部分が未清掃となる。これを防ぐため、壁に対面するごとに進行角度を修正することが有効となる。
In this way, even for objects that cannot be accurately measured only by the ultrasonic
In this embodiment, not only accurate obstacle detection, but also the
壁に垂直となるようにするためには、本体BDの前面の左右に配置されている光測距センサ32R,32Lにて壁面までの距離を計測し、両者が測距した距離データが一致するように本体BDを回転させるか、超音波測距センサ31にて壁面までの距離を計測し、測距した距離データが最も小さくなるように本体BDを回転させることで実現できる。
In order to be perpendicular to the wall, the distance to the wall surface is measured by the optical
前者による方が好ましいが、本実施例では状況に分けて使い分けている。
本実施形態では、ステップS415にて光測距センサ32R,32Lで距離データを取得可能か否かを判断しており、その判断結果によって使い分けをしている。すなわち、光測距センサ32R,32Lで距離データを取得可能であるならばその距離データを利用する方が好ましいので、ステップS440にて同距離データを利用し、左右の光測距センサ32R,32Lが測距した距離データが一致するように本体BDを回転させる。また、光測距センサ32R,32Lで距離データを取得できないのであれば、その距離データは利用できず、ステップS435にて超音波測距センサ31が測距した距離データが最も小さくなるように本体BDを回転させる。
Although the former is preferable, in this embodiment, it is used according to the situation.
In the present embodiment, it is determined whether or not distance data can be acquired by the optical
なお、フローチャートでは、ステップS420にて光測距センサ32R,32Lからの距離データで接近限界以下と判断したときには、再度、光測距センサ32R,32Lで距離データを取得可能であるか判断する必要はなく、ステップS430にて走行停止後、ステップS440にて本体BDを回転させている。そして、ステップS405にて超音波測距センサ31からの距離データで接近限界以下と判断したときのみ、光測距センサ32R,32Lで距離データを取得可能であるか判断している。
In the flowchart, when it is determined in step S420 that the distance data from the optical
超音波測距センサ31か光測距センサ32R,32Lの距離データのいずれでも接近限界と判断しなかった場合は、ステップS445にて前方に障害物無しと判定し、いずれかで接近限界と判断した場合は、ステップS450にて前方に障害物ありと判定する。この判定結果は、図4に示すステップS170の判断に利用されることになる。
If none of the distance data of the
なお、ステップS170における前方の障害物の判断は、マッピング処理上では本体BDの現在の座標の前方隣の単位エリアに障害物が存在するか否かを判断するものである。例えば、図6において座標(1、8)に本体BDが位置しているときには、前方隣の座標(1、9)の単位エリアに障害物が存在するか否かを判断することになる。 The determination of the front obstacle in step S170 is to determine whether there is an obstacle in the unit area adjacent to the front of the current coordinates of the main body BD in the mapping process. For example, when the main body BD is located at the coordinates (1, 8) in FIG. 6, it is determined whether there is an obstacle in the unit area of the coordinates (1, 9) adjacent to the front.
ステップS170において前方の障害物が検知されたと判断した場合には、次に、ステップS180において障害物エリアとしてマッピングする処理を行う。すなわち、現在、本体BDが位置している単位エリアの前方隣の座標を、障害物エリアとして書き込む処理を行う。例えば、図6では、本体BDの座標(1、8)の前方隣の座標(1、9)が障害物エリア(×印)として書き込まれている。 If it is determined in step S170 that an obstacle ahead has been detected, a process of mapping as an obstacle area is performed in step S180. That is, a process of writing the coordinates adjacent to the front of the unit area where the main body BD is currently located as an obstacle area is performed. For example, in FIG. 6, the coordinates (1, 9) adjacent to the front of the coordinates (1, 8) of the main body BD are written as the obstacle area (x mark).
ステップS180の処理を実行すると、次に、本体BDを90度ターンさせる処理を行う。この処理が行われると、本体BDが障害物に対して平行に走行するようになる。
このときに90度ターンさせる方向は、障害物がなく、未清掃エリアのある方向である。
ステップS190の処理を実行するか、または、ステップS170において前方に障害物が存在しないと判断した場合には、次に、ステップS200において、本体BDを前進走行させる処理を行う。この処理において、駆動モータ42R,42Lの制御を行い、本体BDを、単位エリアだけ直進走行させる。例えば、本体BDが座標(1、1)の座標に存在するときには、座標(1、2)まで走行する。また、例えば、本体BDが座標(1、8)に位置し、上述したステップS190の処理により90度ターンが行われた場合には、座標(2、9)に移動する。
If the process of step S180 is executed, next, a process of turning the main body BD by 90 degrees is performed. When this processing is performed, the main body BD travels parallel to the obstacle.
The direction of turning 90 degrees at this time is a direction where there is no obstacle and there is an uncleaned area.
If the process of step S190 is executed, or if it is determined in step S170 that there is no obstacle ahead, then in step S200, a process of causing the main body BD to travel forward is performed. In this process, the
ステップS200の処理を実行すると、次に、先に90度ターンが行われたか否かを判断する。この処理において、上述したステップS200の前進走行にかかる処理が行われる前に、ステップS190の処理による90度ターンが行われていたか否かを判断する。ステップS210において先に90度ターンが行われていたと判断した場合には、次に、ステップS220において再度90度ターンを行う。 If the process of step S200 is executed, it is next determined whether or not a 90-degree turn has been made first. In this process, it is determined whether or not a 90-degree turn by the process of step S190 has been performed before the process related to the forward travel of step S200 described above is performed. If it is determined in step S210 that the 90-degree turn has been made, the 90-degree turn is made again in step S220.
一方、ステップS210において先に90度ターンが行われていないと判断した場合には、次に、ステップS230において終端に到達したか否かを判断する。本マッピング処理では、前方と左右側方との両方に障害物が検知された場合と、既に走行した単位エリアに到達した場合とに、終端に到達したと判断される。ステップS230において終端に到達していないと判断した場合には処理をステップS100に戻す一方、終端に到達したと判断した場合には、マッピング処理を終了させる。 On the other hand, if it is determined in step S210 that the 90-degree turn has not been made, it is next determined in step S230 whether the end has been reached. In this mapping process, it is determined that the terminal has been reached when an obstacle is detected both in front and on the left and right sides, and when the vehicle has already traveled to the unit area. If it is determined in step S230 that the terminal has not been reached, the process returns to step S100. If it is determined that the terminal has been reached, the mapping process is terminated.
図4に示したマッピング処理が行われることにより、図5において二点鎖線の矢印にて示した経路で本体BDが走行するとともに、図5中、E地点(座標(10、9))にて同処理が終了して本体BDが停止するとともに、図6に示すようなマッピングデータが作成される。なお、図6に示す空白部分は、上述したように未清掃エリアを示しているが、この未清掃エリアには、実際に本体BDが走行することができるエリアと、本体BDが走行することができない障害物が存在するエリアとが含まれている。 When the mapping process shown in FIG. 4 is performed, the main body BD travels along the route indicated by the two-dot chain line arrow in FIG. 5, and at the point E (coordinates (10, 9)) in FIG. The processing ends and the main body BD stops, and mapping data as shown in FIG. 6 is created. In addition, although the blank part shown in FIG. 6 has shown the uncleaned area as mentioned above, in this uncleaned area, the area where the main body BD can actually travel and the main body BD can travel. And an area with obstacles that cannot be included.
図4に示したマッピング処理が実行された後、図6に示す空白部分である未清掃エリアに移動し、同未清掃エリアを走行して清掃する処理を続ける。
(4)各種変形例:
上述した実施形態においては、駆動機構を一対の駆動モータ42R,42Lと駆動輪12R,12Lとで実現しているが、無端ベルトなどの他の手法を採用することも可能である。掃除機構は、サイドブラシとメインブラシと吸引ファンとで実現しているが、かかる構成が最も効率的ではあるものの利用可能な資源には限界があるので、モータを減らす等の要求がある場合にはサイドブラシを減らしたりすることも可能である。また、吸引ファンを省略するような清掃機構も実現可能ではある。
After the mapping process shown in FIG. 4 is executed, the process moves to the uncleaned area, which is a blank portion shown in FIG. 6, and continues the process of running and cleaning the uncleaned area.
(4) Various modifications:
In the above-described embodiment, the drive mechanism is realized by the pair of
移動検知センサは駆動モータ42R,42Lに連結したロータリーエンコーダ43R,43Lを利用しているが、従動輪に連結して駆動輪12R,12Lがスリップするようなときにも正確な移動情報を取得できるようにしても良い。むろん、ジャイロセンサ37などの他のセンサの検知結果を併用することも可能である。
The movement detection sensor uses the
周辺センサは超音波測距センサ31と光測距センサ32R,32Lと横壁センサ36によって実現しているが、上記本体の周辺の状況を検知するには他の様々な原理を利用したセンサを利用することが可能である。
また、マッピングの手法も様々であり、上述したような90度ターンと直進走行を基準としてジグザグ走行で室内の床面を網羅する方法以外にも各種の制御手法を利用可能である。
(5)まとめ:
以上、説明したように、本実施形態にかかる自走式掃除機10では、ステップS400にて超音波測距センサ31からの測距データを取得した後、ステップS405にて取得した距離データが接近限界以下となっているか判断し、接近限界以下となっていると判断された場合は、ステップS410にて走行を停止するし、ステップS405にて接近限界と判定されなかった場合は、ステップS420にて左右の光測距センサ32R,32Lからの距離データを取得し、ステップS425にて接近限界以下となっているか判断するようにしており、いずれかで接近限界以下となっていると判断された場合は、走行を停止するようにしたため、超音波測距センサ31だけでは正確に測距できない対象についても光測距センサ32R,32Lを併用することで正確に測距できる対象を増やし、障害物に衝突しないようにすることができる。
The peripheral sensor is realized by the ultrasonic
In addition, there are various mapping methods, and various control methods can be used in addition to the method of covering the indoor floor surface by zigzag traveling on the basis of 90-degree turn and straight traveling as described above.
(5) Summary:
As described above, in the self-propelled
10…自走式掃除機
BD…本体
12R,12L…駆動輪
13…補助輪(転動輪)
14…段差センサ
15…メインブラシ
15a…吸引口
16(R,L)…サイドブラシ
17…バンパセンサ
18…吸引ファン
19…操作パネル
21…CPU
22…RAM(記憶領域)
23…ROM
24…バス
26…バッテリー監視回路
27…バッテリー
29a…音声回路
29b…スピーカ
30…センサI/F
31…超音波測距センサ
32…光測距センサ
52…メインブラシモータ
35…焦電センサ
36R,36L…横壁センサ
37…ジャイロセンサ
41…モータ駆動I/F
42R,42L…駆動輪モータ
43c…エンコーダI/F
43R,43L…ロータリーエンコーダ
55…吸引モータ
61a…無線LANユニット
61b…LANI/F
61…無線LANモジュール
72…赤外線光源(赤外線LED)
73a…赤外線CCDカメラ(赤外光カメラ)
73b…カメラI/F
DESCRIPTION OF
14 ...
22 ... RAM (storage area)
23 ... ROM
24 ...
31 ... Ultrasonic ranging
42R, 42L ... Drive
43R, 43L ...
61 ...
73a: Infrared CCD camera (infrared light camera)
73b ... Camera I / F
Claims (6)
上記本体を所定方向に駆動する駆動機構と、
上記本体内に組み込まれて掃除を行う掃除機構と、
上記本体の移動情報を検知する移動検知センサと、
上記本体の周辺の状況を検知する周辺センサと、
上記本体の外面に配置された操作パネルと、
上記移動検知センサと上記周辺センサとによる検知結果と、上記操作パネルからの操作入力とを入力し、予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて上記駆動機構と上記掃除機構とを制御し、所定の範囲の床面を走行して掃除を行わせる制御手段とを備える自走式掃除機において、
上記駆動機構は、上記本体の両側付近に配置された個別に正転および逆転可能な駆動モータにて駆動される左右の駆動輪と前方側に配置された自由に転動可能な転動輪とから構成され、
上記掃除機構は、上記本体の左右前方側に配置されて回転軸芯を床面に略垂直方向に配向させたサイドブラシをサイドブラシモータにて互いに反対方向に回転駆動させて床面のゴミを中央側に掻き寄せるサイドブラシ機構と、上記本体の略中央部分にて回転軸芯を走行方向と略直角となるとともに略水平に配向したローラ状のメインブラシをメインブラシモータにて回転駆動して床面のゴミを掻き上げるメインブラシ機構と、掻き上げたゴミを吸引する吸引機構とから構成され、
上記移動検知センサは、上記左右の駆動輪の回転量と回転方向とを検知し、
上記周辺センサは、
上記本体における前方側の左右に配置された光測距センサと、
上記本体における前方側の略中央に配置された超音波測距センサと、
上記本体における左右の側面に配置された横壁センサとを有し、
上記制御手段は、上記操作パネルからの操作指示に基づき、室内等の所定の領域で上記駆動機構にて上記本体を移動させながら、上記本体の大きさを基準として同室内をマッピングし、同室内における上記本体の位置情報を認識し、適宜上記掃除機構を駆動して同室内を掃除し、
上記マッピング時には、前進させながら上記横壁センサにて側方の障害物を検知させるとともに、上記超音波測距センサにて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、上記超音波測距センサにて障害物を検知しないときには上記光測距センサにて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、かつ、障害物を検知したときには上記左右の光測距センサの検知結果が得られているときには光測距センサの検知結果に基づいて、同光測距センサの検知結果が得られていないときには上記超音波測距センサの検知結果に基づいて、上記本体を上記障害物に対して垂直となるように進行角度を修正し、また、上記周辺センサの検知結果を移動情報とともにマッピングデータに反映させることを特徴とする自走式掃除機。 A substantially short cylindrical body,
A drive mechanism for driving the main body in a predetermined direction;
A cleaning mechanism incorporated in the main body for cleaning;
A movement detection sensor for detecting movement information of the main body;
A peripheral sensor that detects the situation around the main body,
An operation panel arranged on the outer surface of the main body;
A detection result from the movement detection sensor and the peripheral sensor and an operation input from the operation panel are input, and the drive mechanism and the cleaning mechanism are controlled based on a predetermined control program stored in advance. In a self-propelled cleaner provided with a control means for running and cleaning the floor in the range of
The drive mechanism is composed of left and right drive wheels driven by individually forward and reverse drive motors arranged near both sides of the main body and freely rollable rolling wheels arranged on the front side. Configured,
The cleaning mechanism is configured such that side brushes disposed on the left and right front sides of the main body and having a rotation axis oriented in a direction substantially perpendicular to the floor surface are rotated and driven in opposite directions by a side brush motor to remove dust on the floor surface. A side brush mechanism that rakes toward the center side, and a main brush motor that rotates a roller-shaped main brush with the axis of rotation substantially perpendicular to the traveling direction at a substantially central portion of the main body and oriented substantially horizontally. Consists of a main brush mechanism that sweeps up dust on the floor and a suction mechanism that sucks up the scrap
The movement detection sensor detects a rotation amount and a rotation direction of the left and right drive wheels,
The above ambient sensor
Optical distance measuring sensors arranged on the left and right of the front side of the main body,
An ultrasonic distance measuring sensor disposed in the approximate center of the front side of the main body;
A lateral wall sensor disposed on the left and right side surfaces of the main body,
The control means maps the room based on the size of the main body while moving the main body with the drive mechanism in a predetermined area such as a room based on an operation instruction from the operation panel. Recognizing the position information of the main body, and driving the cleaning mechanism as appropriate to clean the room.
At the time of the mapping, the side wall sensor detects a side obstacle while moving forward, and the ultrasonic ranging sensor detects the presence or absence of a front obstacle. When the obstacle is detected, the obstacle is detected. The drive mechanism avoids the obstacle so that the main body does not collide, and when the obstacle is not detected by the ultrasonic distance sensor, the optical distance sensor indicates whether there is an obstacle ahead. When the obstacle is detected, the obstacle is avoided by the drive mechanism so that the main body does not collide with the obstacle, and when the obstacle is detected, the right and left optical distance measuring sensors If the detection result of the optical distance sensor is not obtained, the main body is adjusted based on the detection result of the ultrasonic distance sensor when the detection result of the optical distance sensor is not obtained. Up Correct progression angle so as to be perpendicular to the obstacle, also, self-propelled cleaner, characterized in that to reflect with the mapping data movement information detection result of the peripheral sensor.
上記本体を所定方向に駆動する駆動機構と、
上記本体内に組み込まれて掃除を行う掃除機構と、
上記本体の移動情報を検知する移動検知センサと、
上記本体の周辺の状況を検知する周辺センサと、
上記本体の外面に配置された操作パネルと、
上記移動検知センサと上記周辺センサとによる検知結果と、上記操作パネルからの操作入力とを入力し、予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて上記駆動機構と上記掃除機構とを制御し、所定の範囲の床面を走行して掃除を行わせる制御手段とを備える自走式掃除機において、
上記周辺センサは、
上記本体における前方側に配置された光測距センサと、
上記本体における前方側に配置された超音波測距センサと、
上記本体における左右の側面に配置された横壁センサとを有し、
上記制御手段は、上記操作パネルからの操作指示に基づき、室内等の所定の領域で上記駆動機構にて上記本体を移動させながら、上記本体の大きさを基準として同室内をマッピングし、同室内における上記本体の位置情報を認識し、適宜上記掃除機構を駆動して同室内を掃除し、
上記マッピング時には、上記駆動機構にて上記本体を前進させながら上記横壁センサにて側方の障害物を検知させるとともに、上記超音波測距センサと上記光測距センサの両方の検知結果に基づいて前方の障害物の有無を検知し、障害物を検知したときには同障害物に上記本体を衝突させることのないように上記駆動機構にて同障害物を回避し、上記周辺センサの検知結果を移動情報とともにマッピングデータに反映させることを特徴とする自走式掃除機。 The body,
A drive mechanism for driving the main body in a predetermined direction;
A cleaning mechanism incorporated in the main body for cleaning;
A movement detection sensor for detecting movement information of the main body;
A peripheral sensor that detects the situation around the main body,
An operation panel arranged on the outer surface of the main body;
A detection result from the movement detection sensor and the peripheral sensor and an operation input from the operation panel are input, and the drive mechanism and the cleaning mechanism are controlled based on a predetermined control program stored in advance. In a self-propelled cleaner provided with a control means for running and cleaning the floor in the range of
The above ambient sensor
An optical distance measuring sensor disposed on the front side of the main body;
An ultrasonic distance sensor disposed on the front side of the main body;
A lateral wall sensor disposed on the left and right side surfaces of the main body,
The control means maps the room based on the size of the main body while moving the main body with the drive mechanism in a predetermined area such as a room based on an operation instruction from the operation panel. Recognizing the position information of the main body, and driving the cleaning mechanism as appropriate to clean the room.
At the time of the mapping, while the main body is moved forward by the drive mechanism, a lateral obstacle is detected by the lateral wall sensor, and based on the detection results of both the ultrasonic distance sensor and the optical distance sensor. Detects the presence or absence of obstacles ahead, and when the obstacle is detected, avoids the obstacle by the drive mechanism so that the main body does not collide with the obstacle and moves the detection result of the peripheral sensor A self-propelled vacuum cleaner that is reflected in mapping data together with information.
上記超音波測距センサは、上記本体における前方側の略中央に配置されていることを特徴とする上記請求項2または請求項3に記載の自走式掃除機。 The optical distance measuring sensor is arranged on the left and right of the front side of the main body,
The self-propelled cleaner according to claim 2 or 3, wherein the ultrasonic distance measuring sensor is disposed at a substantially central portion on the front side of the main body.
When the control means detects an obstacle ahead, and the detection result of the optical distance sensor is not obtained, the detection result of the ultrasonic distance sensor is the highest while rotating the main body by the drive mechanism. The self-propelled cleaner according to claim 5, wherein the traveling angle is corrected so that the main body is perpendicular to the obstacle by setting the traveling angle to be shorter.
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